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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, und speziell den Aufbau einer in einem solchen Kältegerät verwendbaren Kältemaschine.
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Haushaltskältegeräte mit zwei auf verschiedenen Betriebstemperaturen gehaltenen Lagerfächern wie etwa einem Gefrierfach und einem Normalkühlfach und einer Kältemaschine, die je einen ersten Verdampfer zum Kühlen des ersten Lagerfachs und einen zweiten Verdampfer zum Kühlen des zweiten Lagerfachs in zueinander parallelen Zweigen eines Kältemittelkreises aufweist, sind an sich bekannt. Um einen energieeffizienten Betrieb eines solchen Kältegeräts zu ermöglichen, ist es wünschenswert, wenn in den Verdampfern unterschiedliche, jeweils an die Betriebstemperatur des von ihnen zu kühlenden Fachs angepasste Verdampfungstemperaturen herrschen. Dafür ist es notwendig, dass in den Verdampfern unterschiedliche Drücke eingestellt werden können. Ein Problem bei der Steuerung des Verdampfungsdrucks ergibt sich daraus, dass im Laufe einer Kühlbetriebsphase des Gefrierfachverdampfers auch aus dem Verdampfer des Normalkühlfachs Kältemittel abgepumpt wird, so dass dieser Verdampfer zu Beginn einer Kühlbetriebsphase des Normalkühlfachs leer sein kann. Dies wiederum führt dazu, dass flüssiges Kältemittel, das zu Beginn der Kühlbetriebsphase in den Verdampfer des Normalkühlfachs gelangt, dort bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur verdampft, und dass ein für einen energieeffizienten Betrieb geeigneter Druck im Verdampfer des Normalkühlfachs erst mit Verzögerung erreicht wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kältemaschine mit Verdampfern in zueinander parallelen Zweigen eines Kältemittelkreises anzugeben, die einen zuverlässig energieeffizienten Betrieb auch des wärmeren der beiden Verdampfer von Beginn seiner Kühlbetriebsphase an gewährleistet.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Kältemaschine mit einem Verdichter und einem ersten und einem zweiten Verdampfer, die zusammen mit jeweils einer vorgeschalteten Drosselstelle in zueinander parallelen Zweigen eines Kältemittelkreises angeordnet sind, wobei in einem stromabwärtigen Teil des Kältemittelkreises zwischen Ausgängen der Verdampfer und einem Eingang des Verdichters ein Ventil zum Sperren des Kältemittelflusses vom ersten zum zweiten Verdampfer angeordnet ist, Verdichter und zweite Kapillare aufeinander abgestimmt sind, um in einer Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers flüssiges Kältemittel vor der zweiten Kapillare kontinuierlich aufzustauen.
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Herkömmlicherweise sind Verdichter und Kapillare einer Kältemaschine so aufeinander abgestimmt, dass die Kapillare flüssiges Kältemittel schneller durchlässt, als der Verdichter es nachliefern kann. Dies hat zur Folge, dass, wenn am Eingang der Kapillare kein flüssiges Kältemittel mehr vorliegt, stattdessen Kältemitteldampf in die Kapillare eintritt. Die Dichte des Dampfes ist erheblich niedriger als die des flüssigen Kältemittels, so dass der Massendurchsatz der Kapillare auf einen Wert absinkt, der niedriger ist als der Massendurchsatz des Verdichters, mit der Folge, dass sich Kältemitteldampf vor der Kapillare staut und verflüssigt. Sobald diese Flüssigkeit die Kapillare erreicht, steigt deren Massendurchsatz wieder. Indem sich somit im Laufe einer Kühlbetriebsphase an der Kapillare flüssiges Kältemittel und Dampf ständig abwechseln, wird ein Massendurchsatz der Kapillare erreicht, der im Mittel dem des Verdichters gleicht. Auf diese Weise ist ein im Mittel stationärer Kühlbetrieb möglich, ohne dass es einer genauen Anpassung der Massendurchsätze von Kapillare und Verdichter bedarf.
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Bei der erfindungsgemäßen Kältemaschine hingegen führt in einer Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers der Stau des flüssigen Kältemittels vor der zweiten Kapillare dazu, dass kein Kältemitteldampf die Kapillare erreicht und dass nur flüssiges Kältemittel durch die Kapillare hindurchtreten kann. Des weiteren bewirkt der Stau, dass die Menge an flüssigen Kältemittel im zweiten Verdampfer ständig klein bleibt und deshalb der Verdichter einen niedrigen Druck und eine dementsprechend niedrige Verdampfungstemperatur im zweiten Verdampfer aufrecht erhalten kann.
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Das flüssige Kältemittel, das sich während einer Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers aufstaut, kann nach Ende dieser Kühlbetriebsphase, in einer Kühlbetriebsphase des ersten Verdampfers, in diesen eingespeist werden, um dort in kurzer Zeit eine ausreichende Menge an flüssigem Kältemittel zur Verfügung zu haben.
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Um in dem ersten Verdampfer eine höhere Verdampfungstemperatur zu gewährleisten als im zweiten Verdampfer, sind die Massendurchsätze von Verdichter und erste Drosselstelle vorzugsweise aufeinander abgestimmt, um in einer Kühlbetriebsphase des ersten Verdampfers flüssiges Kältemittel und Kältemitteldampf durchzulassen.
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Wenn zu Beginn der Kühlbetriebsphase des ersten Verdampfers aufgestautes flüssiges Kältemittel aus einer vorhergehenden Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers zur Verfügung steht, dann kann dieses über die erste Kapillare so lange kontinuierlich in den ersten Verdampfer fließen, bis der Vorrat an flüssigem Kältemittel aufgezehrt ist. So gelangt in kürzester Zeit eine große Menge an flüssigem Kältemittel in den ersten Verdampfer, und eine energieeffiziente, hohe Verdampfungstemperatur wird im ersten Verdampfer selbst dann in kürzester Zeit erreicht, wenn dieser vor Beginn seiner Kühlbetriebsphase komplett leergepumpt war.
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Die erforderliche Abstimmung von Verdichter und zweiter Kapillare kann vom Konstrukteur der Kältemaschine durch geeignete Auswahl von Verdichter und Kapillare vorgenommen werden; es kann aber auch einen Verdichter mit variabler Förderleistung mit einer Steuereinheit kombiniert sein, die eingerichtet ist, um in einer Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers die Förderleistung des Verdichters hoch genug einzustellen, um einen Stau des flüssigen Kältemittels vor der zweiten Kapillare zu erzeugen. Eine solche Steuerung der Verdichterleistung kann insbesondere wechselnden Umgebungstemperaturen Rechnung tragen. Je höher diese ist, um so höher muss die Förderleistung des Verdichters sein, um einen zum Verflüssigen des Kältemittels ausreichenden Druck vor der Kapillare aufzubauen. Bei niedriger Umgebungstemperatur würde hingegen eine niedrigere Förderleistung für die Verflüssigung ausreichen, und eine zu hohe Förderleistung kann sogar dazu führen, dass zu viel flüssiges Kältemittel vor der Kapillare gestaut wird und die Verdampfungstemperatur im zweiten Verdampfer unnötig tief wird.
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Um das flüssige Kältemittel aufzunehmen, kann ein Kältemittelsammler im Kältemittelkreis stromaufwärts von der zweiten Kapillare angeordnet sein. Ein solcher Kältemittelsammler kann zweckmäßigerweise stromabwärts von einer Rahmenheizung angeordnet sein, um durch den Verdampferbetrieb bedingte Druckschwankungen, die zur Dampfbildung in der Rahmenheizung führen könnten, von dieser abzupuffern.
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Der Kältemittelsammler kann durch eine in die Kältemittelleitung eingefügte Kammer gebildet sein; es können aber auch üblicherweise einem anderen Zweck dienende Komponenten des Kältemittelkreises als Sammler genutzt werden, indem beispielsweise für Kältemittelleitungen im stromaufwärtigen Teil des Kältemittelkreises Rohre mit großem Querschnitt verwendet werden oder indem ein Trockner mit größerem Volumen als für die Trockenfunktion erforderlich ausgebildet ist. Ein solcher Trockner wird, um flüssiges Kältemittel in großer Menge aufnehmen zu können, im Allgemeinen nur zum Teil mit Trockenmittel gefüllt sein.
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In dem stromaufwärtigen Teil des Kältemittelkreises zwischen einem Ausgang des Verdichters und Eingängen der Verdampfer ist vorzugsweise ein Stoppventil angeordnet, das es ermöglicht, nach Ende einer Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers das stromaufwärts vom Stoppventil gestaute flüssige Kältemittel einzuschließen, um es bei einer anschließenden Kühlbetriebsphase des ersten Verdampfers zur Verfügung zu haben und sofort dort einspeisen zu können.
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Eine Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu Beginn einer Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers, bei bereits laufendem Verdichter, das Stoppventil noch eine Zeitlang geschlossen zu halten. So kann sichergestellt werden, dass in dem Moment, in dem das Stoppventil öffnet, der Druck im zweiten Verdampfer niedrig genug ist, um zur sofortigen Verdampfung des eintretenden Kältemittels zu führen und so einen zeitweiligen Wärmeeintrag in den zweiten Verdampfer durch nicht verdampfendes Kältemittel zu verhindern.
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Umgekehrt kann die Steuereinheit eingerichtet sein, am Ende der Kühlbetriebsphase eines Verdampfers, bei geschlossenem Stoppventil, den Verdichter noch eine Zeitlang weiter zu betreiben. Ein Nachlaufen des Verdichters nach einer Kühlbetriebsphase des ersten Verdampfers trägt dazu bei, in einer darauffolgenden Stillstandsphase des Verdichters die Druckdifferenz zwischen den beiden Verdampfern zu verringern und so einen eventuellen Leckstrom von Kältemittel über das gesperrte Ventil vom ersten zum zweiten Verdampfer zu minimieren. Im Anschluss an eine Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers kann auf diese Weise Kältemittel in einen Hochdruckbereich des Kältemittelkreises verlagert und die Menge an flüssigem Kältemittel im zweiten Verdampfer verringert werden, so dass die Gefahr, dass zu Beginn einer anschließenden Kühlbetriebsphase des zweiten Verdampfers flüssiges Kältemittel aus diesem verdrängt wird und in einer zum Verdichter führenden Saugleitung nutzlos verdampft, verringert ist.
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Die Kältemaschine kann ein Wegeventil umfassen, das in an sich bekannter Weise einen Ausgang des Verdichters wahlweise mit der ersten oder mit der zweiten Kapillare verbindet. Wenn kein Stoppventil vorhanden ist, verbindet dieses Wegeventil vorzugsweise bei stehendem Verdichter dessen Ausgang mit der ersten Kapillare. Auf diese Weise kommt es zwar bei einem Stillstand des Verdichters zu einem Druckausgleich zwischen dem ersten Verdampfer und dem stromaufwärtigen Teil des Kältemittelkreises, für den zweiten Verdampfer, bei dem die energetischen Nachteile des Druckausgleichs aufgrund seiner im Allgemeinen niedrigeren Betriebstemperatur größer sind als beim ersten Verdampfer, kann der Druckausgleich jedoch verhindert werden.
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Erfindungsgegenstand ist auch ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät mit einer Kältemaschine wie oben beschrieben und mit zwei von den Verdampfern der Kältemaschine gekühlten Lagerfächern.
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Eine Steuereinheit dieses Kältegeräts kann eingerichtet sein, bei Kühlbedarf in einem der Fächer beide Fächer sukzessive zu kühlen und auf diese Weise lange Verdichterbetriebsphasen zu erzielen.
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Vorzugsweise wird in jeder dieser Verdichterbetriebsphasen zuerst das zweite Fach und dann das erste gekühlt. Da die Betriebstemperatur des zweiten Fachs im Allgemeinen niedriger als die des ersten ist, kann auf diese Weise die Temperaturdifferenz, gegen die die Kältemaschine anarbeitet, kleiner gehalten werden als bei der entgegengesetzten Reihenfolge, was wiederum zur Energieeffizienz des Betriebs beiträgt.
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Wenn immer dann, wenn in einem der beiden Fächer Kühlbedarf besteht, auch das andere gekühlt wird, dann setzt die Kühlbetriebsphase dieses anderen Fachs im Allgemeinen bei einer niedrigeren Temperatur ein als derjenigen, bei der Kühlbedarf des anderen Fachs festgestellt würde. Damit dies nicht zu einer Absenkung der mittleren Fachtemperatur und damit wiederum zu erhöhtem Energiebedarf führt, ist die Steuereinheit zweckmäßigerweise eingerichtet, die Temperatur des anderen Fachs zu Beginn von dessen Kühlbetriebsphase zu erfassen und eine Temperatur des anderen Fachs, bei der sie diese Kühlbetriebsphase beendet, anhand der erfassten Temperatur und einer vorgegebenen Zieltemperatur des anderen Fachs, d.h. individuell für jede Kühlbetriebsphase des anderen Fachs, festzulegen.
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Indem die Temperatur, bei der die Kühlbetriebsphase beendet wird, um so höher gewählt wird, je niedriger die zu Beginn der Kühlbetriebsphase des anderen Fachs erfasste Temperatur war, dann ist es möglich, die mittlere Temperatur des anderen Fachs unverändert zu halten.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung des Kältemittelkreislaufs eines erfindungsgemäßen Kältegeräts;
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2 die zeitliche Entwicklung der elektrischen Leistungsaufnahme eines Verdichters und der Verdampfungstemperatur eines Normalkühlfachverdampfers beim Betrieb des Kältegeräts aus 1; und
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3 die Entwicklung der Temperatur eines Fachs des Kältegeräts im Laufe der Zeit.
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Der in 1 gezeigte Kältemittelkreislauf umfasst in fachüblicher Weise einen Verdichter 1 mit einem Ausgang 2 für verdichtetes Kältemittel und einen Eingang 3 zum Ansaugen von Kältemittel. An einer von dem Ausgang 2 ausgehenden Kältemittelleitung 4 sind der Reihe nach ein Verflüssiger 5, ein Trockner 6, ein Stoppventil 7 und ein Wegeventil 8 angeordnet. Zwischen dem Verflüssiger 5 und dem Trockner 8 kann eine Rahmenheizung 23 in die Kältemittelleitung 4 eingefügt sein. An dem Wegeventil 8 teilt sich die Kältemittelleitung 4 auf zwei Zweige 9, 10 auf.
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Wegeventil 8 und Stoppventil 7 könnten abweichend von der Darstellung der 1 zu einem einzigen Ventil verschmolzen sein, das zusätzlich zu den zwei in 1 gezeigten Stellungen, in denen das Wegeventil den Verflüssiger 5 entweder mit dem Zweig 9 oder mit dem Zweig 10 verbindet, eine Stellung aufweist, in der zu keinem der Zweige 9, 10 eine Verbindung besteht.
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An den Zweigen 9, 10 sind jeweils eine Kapillare 11 bzw. 12 und ein Verdampfer 13 bzw. 14 in Reihe verbunden. Jeder der beiden Verdampfer 13, 14 kühlt ein Fach 15 bzw. 16 des Kältegeräts. Die mittlere Betriebstemperatur des Fachs 15 ist höher als die des Fachs 16, zum Beispiel kann es sich beim Fach 15 um ein Normalkühlfach und beim Fach 16 um ein Gefrierfach des Kältegeräts handeln.
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Die beiden Zweige 9, 10 treffen an einem Zusammenfluss 17 wieder aufeinander. Im Zweig 10 ist zwischen einem Ausgang des Verdampfers 14 und dem Zusammenfluss 17 ein Rückschlagventil 18 angeordnet, das einen Fluss von Kältemittel vom Verdampfer 14 zum Verdichter 1 zulässt, in Gegenrichtung aber sperrt.
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Eine elektronische Steuereinheit 19 ist mit Temperatursensoren 20, 21 an den Fächern 15, 16 verbunden, um anhand der dort gemessenen Temperaturen den Betrieb des Verdichters 1 sowie die Stellung von Stoppventil 7 und Wegeventil 8 zu steuern.
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Die Kapillare 11 des Normalkühlfachs 15 weist bei gegebenem Druckabfall des Kältemittels zwei Massendurchsatzwerte, einen hohen Wert für flüssiges und einen niedrigen für gasförmiges Kältemittel auf. Der Massendurchsatz des Verdichters 1 ist entweder, wenn es sich um einen Verdichter mit fester Drehzahl handelt, bauartbedingt vorgegeben oder, im Falle eines drehzahlgeregelten Verdichters, durch die Steuereinheit 19 auf einen Wert eingestellt, der zwischen den Durchsatzwerten der Kapillare 11 liegt. Dadurch staut sich in einer Kühlbetriebsphase des Verdampfers 13 Kältemitteldampf vor der Kapillare 11 und kondensiert. Wenn ein Tropfen des Kondensats die Kapillare 11 erreicht und in diese eindringt, nimmt ihr Massendurchsatz zu, und das flüssige Kältemittel wird zum Verdampfer 13 durchgelassen, bevor eine größere Menge sich vor der Kapillare 11 hat sammeln können. So wechseln sich im Laufe einer Kühlbetriebsphase des Verdampfers 13 am Eingang der Kapillare 11 flüssiges und dampfförmiges Kältemittel der Kapillare 11 einander so schnell ab, dass die Kapillare 11 meist flüssiges und gasförmiges Kältemittel gleichzeitig enthält.
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Die Kapillare 12 hat bei gleichem Druckabfall einen deutlich kleineren Massendurchsatz als die Kapillare 11. Der Durchsatz der Kapillare 12 ist auch für flüssiges Kältemittel noch geringer als der Durchsatz des Verdichters 1, so dass die Rate, mit der Kältemittel im Verflüssiger 5 kondensiert, höher ist als die, mit der es über die Kapillare 12 abfließen kann. Um Platz für das flüssige Kältemittel zu bieten, das sich in einer Kühlbetriebsphase des Verdampfers 14 vor der Kapillare 12 aufstaut, ist hier der Trockner 6 als ein Kältemittelsammler 22 ausgebildet, d. h. das Gehäuse des Trockners 6 ist nur zu einem Teil mit Absorbermaterial ausgefüllt, der Rest ist leer, um Platz für das flüssige Kältemittel zu bieten.
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Die Steuereinheit 19 kann nach unterschiedlichen Verfahren arbeiten. Einer ersten Ausgestaltung eines Arbeitsverfahrens zu Folge sind an der Steuereinheit unterschiedliche Zieltemperaturen Ttarget für beide Fächer 15, 16 eingestellt. Von diesen Zieltemperaturen leitet die Steuereinheit Einschalttemperaturen Ton durch Hinzuaddieren eines Differenzwerts ∆T und Ausschalttemperaturen Toff durch Subtrahieren des Differenzwerts ∆T ab: Ton = Ttarget + ∆T, Toff = Ttarget – ∆T. Kühlbedarf in einem der Fächer 15, 16 wird erkannt, wenn der dem Fach 15 bzw. 16 zugeordnete Temperatursensor 20 bzw. 21 eine Temperatur größer Ton anzeigt. Wenn dies der Fall ist, wird der Verdichter eingeschaltet und arbeitet, bis das betreffende Fach auf Toff abgekühlt ist.
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Einer zweiten, bevorzugten Ausgestaltung zu Folge schaltet die Steuereinheit 19 den Verdichter 1 ein, sobald in einem der Fächer 15, 16 die für dieses Fach geltende Einschalttemperatur Ton überschritten ist, steuert dann aber, unabhängig davon, in welchem der Fächer 15, 16 der Kühlbedarf aufgetreten ist, das Wegeventil 8 an, um die Kapillare 12 mit dem Verflüssiger 5 zu verbinden und so das Gefrierfach 16 zu kühlen. Zu dieser Zeit ist der Verflüssiger noch auf Umgebungstemperatur, und die zu überwindende Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer 16 und dem Verflüssiger 5 ist relativ gering.
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Wie im unteren Diagramm von 2 zu erkennen, nimmt nach Einschalten des Verdichters 1 zum Zeitpunkt t0 zunächst die Temperatur T im Verdampfer 13 ab, da durch den Betrieb des Verdichters 1 Kältemittel aus dem Verdampfer 13 abgesaugt und dadurch dessen Verdampfungstemperatur abgesenkt wird.
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Im Falle des Zeitpunkts t0 war die Einschaltung des Verdichters 1 nicht durch Kältebedarf des Gefrierfachs 16 sondern des Normalkühlfachs 15 bedingt. Die Temperatur des Gefrierfachs befand sich deshalb zum Zeitpunkt t0 nicht bei dessen Einschalttemperatur Ton, sondern auf einem niedrigeren Wert T0, wie in 3 dargestellt. Diese Temperatur T0 wird von der Steuereinheit 19 aufgezeichnet, und die Kühlbetriebsphase des Gefrierfachs 16 wird nicht erst bei Erreichen von dessen Ausschalttemperatur Toff beendet, sondern, wie in 3 zu sehen, bereits zum Zeitpunkt t1 bei einer Temperatur T1, die um den Wert ΔT = T0 – Ttarget unter der Zieltemperatur Ttarget liegt. So schwankt, wenn aufgrund von Kältebedarf des Kühlfachs 15 vorab das Gefrierfach 16 gekühlt wird, dessen Temperatur jeweils nur in einem engen Intervall um Ttarget, so dass die mittlere Temperatur des Gefrierfachs 16 weiter mit der Zieltemperatur Ttarget übereinstimmt, was nicht der Fall wäre, wenn wie in 3 durch eine gestrichelte Kurve veranschaulicht, die Kühlbetriebsphase erst bei Erreichen von Toff beendet würde.
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Aufgrund des niedrigen Massendurchsatzes der Kapillare 12 hat sich während des Kühlbetriebs des Gefrierfachs 16 zwischen t0 und t1 flüssiges Kältemittel vor der Kapillare 12 aufgestaut. Wenn zum Zeitpunkt t1 das Wegeventil 8 umgeschaltet wird, um die Kapillare 11 mit dem Verflüssiger 5 zu verbinden, fließt das im Trockner 6 aufgestaute flüssige Kältemittel über die Kapillare 11 zügig ab, es kommt zu einem schnellen Druckanstieg im Verdampfer 13 und dementsprechend zu einem schnellen Anstieg von dessen Verdampfungstemperatur. Diese nimmt wieder ab, sobald der Vorrat von aufgestauten flüssigen Kältemittel von der Kapillare 11 verbraucht ist und, ab dem Zeitpunkt t2, flüssiges Kältemittel und Kältemitteldampf als Gemisch durch die Kapillare 11 strömen. Der ab diesen Zeitpunkt t2 verringerte mittlere Massendurchsatz der Kapillare 11 führt zu einer geringen Druckabsenkung und einem entsprechenden Erniedrigung der Verdampfungstemperatur auf einen Wert wenige Grad unter 0°C. Wenn zum Zeitpunkt t3 das Normalkühlfach seine Ausschalttemperatur Toff erreicht, schaltet die Steuereinheit 19 den Verdichter 1 aus, und die Temperatur des Verdampfers 13 nähert sich der des von ihm gekühlten Fachs 15.
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Zum Zeitpunkt t4 erfasst die Steuereinheit 19 Kühlbedarf im Gefrierfach 16. In diesem Fall wird der Verdampfer 1 betrieben, bis zum Zeitpunkt t5 die Ausschalttemperatur Toff des Gefrierfachs erreicht ist. Im in 2 gezeigten Fall wird nun der Verdichter 1 ausgeschaltet, da der Temperatursensor 20 des Normalkühlfachs 15 noch keinen Kältebedarf erfasst hat. Denkbar wäre auch, hier in Analogie zum oben Beschriebenen eine Kühlbetriebsphase des Verdampfers 13 anzuschließen, wobei wiederum, wie in 3 gezeigt, die Temperatur des Verdampfers 13 zu Beginn seiner Kühlbetriebsphase erfasst wird, und die Kühlbetriebsphase beendet wird, sobald die vom Sensor 20 erfasste Temperatur genauso weit unter der Zieltemperatur Ttarget des Normalkühlfachs 15 liegt, wie sie zu Beginn der Kühlbetriebsphase darüber gelegen hat.
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Zum Zeitpunkt T6 in 2 wird wieder Kühlbedarf im Normalkühlfach 15 erfasst, und der oben beschriebene Ablauf wiederholt sich.
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Es ist zweckmäßig, in einer Betriebsphase des Verdichters 1 zunächst das Gefrierfach 16 und dann das Normalkühlfach 15 zu kühlen, weil dann die zu überwindenden Temperaturdifferenzen zwischen Verflüssiger und Verdampfern relativ klein sind. Grundsätzlich wäre es aber z. B. auch durchaus möglich, in einer Betriebsphase des Verdichters 1 zunächst dasjenige Fach, in dem tatsächlich Kühlbedarf erfasst wurde, und dann das andere Fach zu kühlen. So kann vermieden werden, dass in dem tatsächlich kühlbedürftigen Fach lange Zeit eine Temperatur über der Einschalttemperatur herrscht.
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Einer Weiterentwicklung des Betriebsverfahrens zu Folge kann, wenn zum Zeitpunkt t0 Kühlbedarf des Gefrierfachs erfasst wird, zwar der Verdichter 1 sofort eingeschaltet werden, doch bleibt das Stoppventil 7 noch eine Zeitlang geschlossen, so dass, selbst wenn in der vorhergehenden Stillstandsphase des Verdichters 1 Kältemitteldampf über das Rückschlagventil 18 vom Verdampfer 13 in den Verdampfer 14 gelangt ist, der Druck in beiden Verdampfern 13, 14 wieder weit genug abgesenkt wird, um sicherzustellen, dass Kältemittel, das im Moment des Öffnens des Stoppventils 7 in den Verdampfer 14 eingelassen wird, von vorneherein bei einer Temperatur verdampft, die nicht höher ist als die aktuelle Temperatur des Verdampfers 14.
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In entsprechender Weise kann einer Weiterbildung zu Folge, wenn zum Zeitpunkt t5 die Kühlbetriebsphase des Gefrierfachverdampfers 14 endet, das Stoppventil 7 zuerst geschlossen und der Verdichter 1 danach noch eine Zeitlang weiterbetrieben werden. Auf diese Weise wird die Menge an flüssigem Kältemittel, die nach der Kühlbetriebsphase im Verdampfer 14 zurückbleibt, verringert, und die dabei entstehende Verdunstungskälte kühlt das Gefrierfach. Das so verdampfte Kältemittel kann nicht mehr bei einer anschließenden Kühlbetriebsphase des Verdampfers 14 in flüssiger Form von nachströmenden Kältemittel verdrängt werden.
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Auch zum Zeitpunkt t3 kann vorgesehen werden, dass zunächst das Stoppventil 7 geschlossen und erst nach einer gewissen Wartezeit der Verdichter 1 ausgeschaltet wird. Dadurch kann der Verdampfungsdruck im Normalkühlfachverdampfer 13 bis nahe an den des Gefrierfachverdampfers 14 abgesenkt werden, was ab dem Zeitpunkt t3 niedrigere Temperaturen als im unteren Diagramm von 2 gezeigt zu Folge hat. Der dadurch verringerte Druckunterschied zwischen den beiden Seiten des Rückschlagventils 18 verringert eventuelle Leckströme von Kältemitteldampf durch das Rückschlagventil 18 und damit einen unerwünschten Wärmeeintrag in den Gefrierfachverdampfer 14.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verdichter
- 2
- Ausgang
- 3
- Eingang
- 4
- Kältemittelleitung
- 5
- Verflüssiger
- 6
- Trockner
- 7
- Stoppventil
- 8
- Wegeventil
- 9
- Zweig
- 10
- Zweig
- 11
- Kapillare
- 12
- Kapillare
- 13
- Verdampfer
- 14
- Verdampfer
- 15
- Fach
- 16
- Fach
- 17
- Zusammenfluss
- 18
- Rückschlagventil
- 19
- Steuereinheit
- 20
- Temperatursensor
- 21
- Temperatursensor
- 22
- Kältemittelsammler
- 23
- Rahmenheizung
